I Pianeti del nostro sistema Solare

1. Mercurio e Venere

Mercurio è il pianeta più vicino al Sole e anche il più piccolo, a parte Plutone. La sua densità media di 5,43 g per cm cubo è quasi eguale a quella terrestre. La sua superficie butterata da crateri è molto simile a quella della Luna, e come la Luna non ha atmosfera.
A causa della mancanza di questa, e quindi in assenza dell'effetto serra, la temperatura varia da 430 gradi centigradi sulla parte esposta al Sole, a 185 sulla parte in ombra. Questo pianeta risulta difficilmente osservabile a occhio nudo perché, a causa della sua vicinanza al Sole, è immerso nella luce dell'alba o del crepuscolo. Solo grazie alle sonde spaziali si sono potute ottenere immagini dettagliate della sua superficie.

Venere è molto simile alla Terra per massa e dimensioni, ma a differenza della Terra ha un'atmosfera composta quasi completamente di anidride carbonica, così densa e opaca che solo grazie alle sonde è stato possibile costruire una mappa del suolo, utilizzando come scandagli gli eco radar.
Questa densa atmosfera produce un forte effetto serra che immagazzina il calore solare, tanto che la temperatura al suolo raggiunge quasi 500 gradi centigradi, mentre a 100 km di altezza la temperatura atmosferica è di 90 gradi centigradi.
Al contrario di tutti gli altri pianeti, che ruotano da Ovest a Est, nello stesso senso del moto orbitale, Venere - insieme con Urano - ha un movimento di rotazione in senso inverso, ruota cioè da Est a Ovest. Venere è l'astro più brillante del cielo, ed è osservabile prima dell'alba o dopo il tramonto.

2. Marte

Marte è l'ultimo dei pianeti terrestri. Ha una tenue atmosfera, composta prevalentemente di anidride carbonica. Per fare un confronto, la pressione al suolo è di soli 6,5 millesimi di quella terrestre, mentre la pressione al suolo di Venere è 95 volte quella terrestre.  

Per alcuni aspetti Marte è molto simile alla Terra: ha quasi lo stesso periodo di rotazione, e quindi la stessa durata del giorno, ha un'inclinazione dell'equatore sul piano dell'orbita quasi eguale a quella terrestre, il che significa che su Marte si hanno le stagioni come sulla Terra, anche se di durata quasi “doppia perché quasi doppia è la durata dell'anno marziano.

Le numerose sonde che hanno esplorato Marte dallo spazio, e le due sonde Viking e l'ultima Pathfinder che sono atterrate sulla superficie del pianeta, ci hanno permesso di ricostruirne una mappa dettagliata. Possiamo così dedurre che in passato su Marte ci doveva essere abbondanza d'acqua: lo suggeriscono i letti di grandi fiumi e i bacini di laghi ormai disseccati.

Inoltre, ai poli c'è sia ghiaccio di anidride carbonica (detto anche popolarmente ghiaccio secco), sia ghiaccio d'acqua, e non si può escludere che sotto terra ci sia anche dell'acqua liquida e forse dei semplici organismi viventi, come batteri o spore, e che comunque ci possano essere stati in passato. 

Sembra sia presente anche dell'acqua fangosa, in fondo a una profonda valle, un vero e proprio canyon noto come Valle Marineris. Una delle particolarità più notevoli della superficie marziana è il grande vulcano Olympus, quasi circolare, con un diametro di 600 km e un'altezza di 27 km, davvero rilevante se confrontato con l'Everest, la montagna più alta sulla Terra di quasi 10 km d'altezza, mentre il raggio terrestre, di 6378 km, è quasi il doppio di quello di Marte.

Su Marte ci sono numerosi crateri, o prodotti dalla caduta di meteoriti o di origine vulcanica, insieme ad ampie distese di lava. Prevista, nei prossimi anni, una missione umana su Marte, che forse potrà dare una risposta definitiva all'interrogativo circa l'esistenza o meno di forme di vita elementari, sia fossili che viventi.

Da questo punto di vista, Marte è il pianeta più interessante del sistema solare. Va ricordato che Marte ha sempre acceso la fantasia dei terrestri. Sul finire dell'Ottocento, un astronomo italiano, Giovanni Schiaparelli, osservò Marte - nel 1877, quando si trovava alla distanza minima dalla Terra - e notò delle striature caratteristiche che battezzò «canali». Questo termine dette adito a varie ipotesi, fra cui quella che si trattasse di una rete di canali costruita da una popolazione tecnologicamente avanzata, per distribuire la scarsa acqua marziana dai poli a tutto il pianeta.

Comunque, le dettagliate immagini delle sonde e del Pathfinder hanno tolto ogni illusione. La superficie di Marte è un desolato deserto di sassi e sabbia, modellato nel corso dei millenni dai venti e dalle tempeste di sabbia, quella sabbia rossastra che ha dato a Marte il soprannome di «pianeta rosso». Quella stessa sabbia mostrerà agli astronauti un cielo rosa, invece del nostro familiare cielo azzurro.

3. Giove

Giove è il più grande pianeta del sistema solare; ha una massa 318 volte quella della Terra e un diametro 11 volte più grande. Esso rappresenta il 71% della massa del sistema solare, naturalmente Sole escluso.

Tutti i pianeti, insieme, ammontano a poco più di un millesimo della massa del Sole. Proprio a causa della sua grande massa e della bassa temperatura, Giove trattiene nella sua atmosfera quasi tutto l'idrogeno e l'elio, cosicché la sua composizione chimica è eguale a quella del Sole, mentre i pianeti terrestri hanno perso tutti o quasi gli elementi più leggeri.

Il periodo di rotazione di Giove è il più breve di tutti i pianeti, e poiché Giove è quasi completamente gassoso, lo schiacciamento ai poli è evidente e osservabile anche con un modesto telescopio. Sempre con un modesto strumento è possibile rimirare la Grande Macchia Rossa e le fasce chiare e scure parallele all'equatore.

Queste ultime sono fasce di nubi di diverso colore, le più scure costituite da gas freddi discendenti, quelle chiare da gas più caldi ascendenti. La macchia rossa rappresenta la sommità di una gigantesca perturbazione ciclonica, che dura da almeno tre secoli.

L'atmosfera di Giove è costituita per l'88% da idrogeno molecolare, per l'11% da elio e per il rimanente 1% da metano, acqua, ammoniaca e anidride carbonica. Giove irraggia una quantità di energia circa 2,5 volte maggiore di quella che riceve dal Sole. Ciò significa che ha una sua propria fonte d'energia, dovuta alla temperatura centrale di poco superiore ai 30.000 gradi.

Sotto l'atmosfera di Giove troveremo un oceano di idrogeno liquido molecolare, mentre al centro di Giove avremo un nucleo solido di silicati di ferro, circondato da idrogeno che si trova in una condizione detta di «idrogeno liquido metallico», un miscuglio di protoni ed elettroni, causata dalla tremenda pressione di 3 milioni di atmosfere.

Nello strato di idrogeno liquido metallico, gli elettroni si muovono liberamente, come avviene appunto nei metalli, e danno luogo a correnti elettriche che, insieme alla rapida rotazione di Giove, generano un forte campo magnetico, come una dinamo naturale. La presenza del campo magnetico spiega il fatto che Giove è anche una sorgente di onde radio.

Solo in questi ultimi decenni si è scoperto che gli anelli non sono una caratteristica unica di Saturno: tutti i quattro pianeti giganti - Giove, Saturno, Urano e Nettuno - ne sono forniti, anche se quelli di Saturno restano i più ricchi e vistosi.

Gli anelli gioviani sono stati scoperti grazie alle sonde Voyager: il più esterno si trova a 55.000 km sopra le nubi di Giove, è il più luminoso ed è largo 800 km. Un secondo anello è largo 6000 km. Infine il terzo e più debole lambisce l'atmosfera del pianeta.

4. Saturno

Sebbene oggi sappiamo che tutti i pianeti giganti “hanno un sistema di anelli, Saturno resta unico per la ricchezza, lo splendore e la complessità del suo sistema.

Galileo, con il suo cannocchiale, si accorse di qualcosa di strano intorno a Saturno, e disegnò qualcosa di simile ai due manici di una tazza, o a due orecchie. Fra tutti i pianeti e i satelliti del sistema solare, Saturno è l'unico ad avere una densità media più bassa di quella dell'acqua. Se ci fosse un oceano abbastanza grande per contenerlo, Saturno galleggerebbe.

La sua struttura è abbastanza simile a quella di Giove. Non c'è una separazione netta fra l'atmosfera, in cui idrogeno molecolare e elio sono allo stato gassoso, e la superficie dove sono allo stato liquido. Come su Giove, anche su Saturno si notano fasce colorate parallele all'equatore del pianeta. Sono presenti anche grandi macchie ovali simili alla macchia rossa di Giove.

Al centro di Saturno la temperatura raggiunge i 12.000 gradi e la pressione 8 milioni di atmosfere. Ricordiamo, per confronto, che gli analoghi valori per Giove sono rispettivamente 30.000 gradi e 100 milioni. Saturno ha un campo magnetico di intensità circa eguale a quello della Terra e 20 volte più debole di quello di Giove. 

Gli anelli si vedono di taglio dalla Terra a intervalli pari a circa la metà del periodo orbitale di Saturno, che è di 29,5 anni circa, e cioè a intervalli compresi fra 13,75 e 15,75 anni. Queste differenze dipendono dall'eccentricità dell'orbita di Saturno. In queste condizioni sono appena individuabili, mentre si possono ammirare in tutto il loro splendore quando sono visibili di fronte.

L'anello più esterno ha un raggio 2,267 volte quello di Saturno. Il raggio interno dell'anello più interno è di 1,11 volte il raggio di Saturno.

5. Urano, Nettuno e Plutone

Urano è stato il primo pianeta scoperto dopo l'invenzione del telescopio, il 13 marzo 1781. Come Giove e Saturno ha un sistema di anelli che è stato rilevato da terra, nel 1977, grazie alle periodiche diminuzioni di luce di una stella occultata dal pianeta.
La caratteristica unica di Urano è di avere l'asse di rotazione quasi giacente sul piano dell'orbita, per cui si potrebbe dire che «rotoli» lungo l'orbita. Mentre la rivoluzione avviene in senso antiorario, come per tutti gli altri pianeti, esso ruota in senso orario attorno al proprio asse. Non si capisce quale sia la ragione di queste particolarità. Il colore di Urano è verdastro, a causa della composizione dell'atmosfera, costituita prevalentemente di idrogeno e metano.
L'atmosfera si estende almeno per un 30% del raggio del pianeta, mentre la superficie è un oceano di acqua, ammoniaca e metano. Difficile stabilire dove cominci la superficie di Urano. La temperatura atmosferica ha un minimo di circa 58 gradi assoluti, ovvero 215 gradi centigradi (ricordiamo che lo zero assoluto è pari a 273 gradi centigradi).
L'atmosfera di Urano appare molto più calma di quella di Giove e Saturno. Anche Urano ha un campo magnetico che in superficie appare un po' più debole di quello terrestre. L'asse del campo magnetico è inclinato di 55 gradi rispetto all'asse di rotazione. Questa è un'altra particolarità di Urano, perché in tutti gli altri pianeti l'angolo fra asse di rotazione e asse del campo magnetico al massimo raggiunge una decina di gradi. I cinque maggiori anelli sono quelli scoperti da terra grazie alle diminuzioni di luce subite da una stella che transitava dietro il pianeta; altri minori sono stati osservati da Voyager 2.
La larghezza totale della fascia di anelli è di 14.160 km, un pò più della metà del raggio del pianeta. Il più interno ha un raggio di circa 37.000 km e il più esterno di 51.160 km. 

Nettuno è molto simile ad Urano. Ha un colore azzurro mare, dovuto al metano presente nell'atmosfera. Le immagini del pianeta forniteci da Voyager 2 mostrano la presenza di formazioni nuvolose di un bianco brillante, variabili, ruotanti più lentamente del pianeta. L'atmosfera di Nettuno presenta molte più perturbazioni di quella di Urano, con venti violenti di velocità fino a 2160 km orari, 10 volte più veloci dei più forti venti terrestri.
Anche Nettuno presenta un campo magnetico, che come quello di Urano è molto inclinato rispetto all'asse di rotazione, di 47 gradi. Gli anelli di Nettuno non sono continui, ma presentano delle interruzioni, tanto da renderli più simili a degli archi che a veri e propri anelli.
L'anello maggiore si trova a una distanza dal centro di Nettuno di 62.900 km, l'altro a 53.200 km. Un terzo anello molto tenue e largo si trova compreso fra 59.000 e 53.200 km dal centro di Nettuno, e un quarto, pure molto tenue, è il più interno, a 41.900 km dal centro di Nettuno. 

Plutone è il pianeta più piccolo del sistema solare. La sua massa è 0,176 volte quella della Luna e il raggio 0,66 volte quello lunare. Per la sua piccolezza, e per l'eccentricità dell'orbita e l'inclinazione sul piano dell'eclittica, le più grandi fra tutti i pianeti, potrebbe darsi che originariamente Plutone sia stato un satellite di Nettuno, sfuggito alla sua attrazione gravitazionale.
A causa dell'ellitticità dell'orbita, in certe epoche Plutone si trova all'interno dell'orbita di Nettuno, che diventa allora il pianeta più esterno. Plutone ha un satellite, Caronte, le cui dimensioni e massa sono paragonabili a quelle del pianeta, per cui più che di un pianeta col suo satellite si dovrebbe parlare di un pianeta doppio. Infatti Caronte ha una massa circa 1/10 e un raggio circa 1/2 di quello plutoniano. Caronte orbita a una distanza di 19.640 km da Plutone, compiendo un'intera rivoluzione in 6,39 giorni.
Pianeta e satellite hanno la stessa densità media di 2,07 g per cm cubo. Plutone ha una tenue atmosfera di metano, come si è potuto accertare durante l'occultazione di una stella. Caronte invece non presenta traccia di atmosfera.